JP2001109902A - テクスチャブレンド方法及び、これを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】種類の異なるテクスチャが張り付けられるポリ
ゴンの隣接部分において、テクスチャの切り替わりを滑
らかにするテクスチャブレンド方法及び、これを用いた
画像表示装置を提供する。 【解決手段】互いに異なるテクスチャが張り付けられ、
隣接するポリゴンに対するテクスチャ張り付け方法にお
いて、ポリゴンを構成するピクセル中のサンプリング点
の座標を中心とする一ピクセル分の領域が隣接するポリ
ゴンのピクセルの領域に重複する時、前記一ピクセル分
の領域の該当するポリゴンのピクセルに対するテクスチ
ャデータ及び、隣接するポリゴンのピクセルに対するテ
クスチャデータを前記一ピクセル分の領域が占める面積
の割合に応じてブレンドしたテクスチャデータを前記サ
ンプリング点に張り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テクスチャブレン
ド方法及び、これを用いた画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュタグラフック技術において、複
数の多角形形状（ポリゴンという）でオブジェクト画像
を形成することが行われる。この時、それぞれのポリゴ
ンにテクスチャデータに基づき、テクスチャメモリから
読み出されるテクスチャを張り付けることにより、オブ
ジェクト画像に模様がつけられる。

【０００３】この場合、２つのテクスチャ付きポリゴン
が頂点を共有して隣接するとき、テクスチャの切り替わ
りが著しく不自然になる。すなわち、別テクスチャを持
った２つのポリゴンを隣接させる時、テクスチャ切り替
わりの線が目立ってしまう場合がある。例えば、ポリゴ
ンＡは赤系統でＢが緑系統の色調の場合、隣接部分の色
の切り替わりが著しく目立ってしまう。

【０００４】一方、バイリニアフィルタ処理と呼ばれ
る、テクスチャのブレンド方法によってポリゴンの稜線
で囲まれた内側部分のテクスチャはスムージングされて
いた。

【０００５】しかし、種類の異なるテクスチャが２つの
ポリゴンに使われており、それらが頂点を共有して隣接
する時に、テクスチャの切り替わりを滑らかにしたい場
合は、隣接したテクスチャを別に用意し、２つのポリゴ
ンに対し使用していた。

【０００６】すなわち、図１は、これを説明する図であ
り、図１（Ａ）は、テクスチャ１が張り付けられるポリ
ゴンＡと、テクスチャ２が張り付けられるポリゴンＢが
隣接する例である。

【０００７】このために先ず、２つのテクスチャデータ
１，２が用意される。そして、ポリゴンＡとポリゴンＢ
の隣接する時のテクスチャ１とテクスチャ２の隣接部分
のスムーシングを考慮する場合、予めテクスチャ１とテ
クスチャ２が隣接しその境界線が消された別個のテクス
チャ４を用意する必要がある。

【０００８】さらに、図１（Ｂ）に示すように、隣接す
るポリゴンＡとポリゴンＢにテクスチャ１とテクスチャ
３が張り付けられる場合、予めテクスチャ１とテクスチ
ャ３の他にこれらが隣接し、その境界線が消された別個
のテクスチャ５を更に用意する必要がある。

【０００９】このように、隣接するケースの数だけ新た
に用意すべきテクスチャの種類が必要となる。したがっ
て、これを格納保存するためのメモリ容量も必然的に大
きくなるという問題が生じる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来の問題から種類の異なるテクスチャが張り付けら
れるポリゴンの隣接部分において、テクスチャの切り替
わりを滑らかにするテクスチャブレンド方法及び、これ
を用いた画像表示装置を提供することにある。

【００１１】さらに、本発明の具体的な目的は、ハード
ウェアによるテクスチャブレンドによって、別テクスチ
ャを用意する必要がなく、テクスチャメモリを節約する
ことができるテクスチャブレンド方法及び、これを用い
た画像表示装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の本発明の課題を達
成する本発明のテクスチャブレンド方法及び、これを用
いた画像表示装置の基本構成は、互いに異なるテクスチ
ャが張り付けられ、隣接するポリゴンに対するテクスチ
ャ張り付け方法及び、これを用いた画像表示装置は、ポ
リゴンを構成するピクセル中のサンプリング点の座標を
中心とする一ピクセル分の領域が隣接するポリゴンのピ
クセルの領域に重複する時、前記一ピクセル分の領域の
該当するポリゴンのピクセルに対するテクスチャデータ
及び、隣接するポリゴンのピクセルに対するテクスチャ
データを該一ピクセル分の領域が占める面積の割合に応
じてブレンドしたテクスチャデータを前記サンプリング
点に張り付けることを特徴とする。

【００１３】さらに、好ましくは、前記一ピクセル分の
領域が占める面積の割合に応じてブレンドされるテクス
チャデータは、加重平均によりブレンドされることを特
徴とする。

【００１４】本発明の更なる特徴は、以下の図面を参照
して説明される発明の実施の形態から明らかになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。なお、図において、同一又は類似の
ものには、同一の参照番号又は、参照記号を付して説明
する。

【００１６】ここで、本発明の特徴の理解のために、従
来例の問題について更に検討しておく。

【００１７】図２は、現在主流となっているテクスチャ
のバイリニアフィルタリングの手法によって、ポリゴン
内部のテクスチャスムージングが可能となる技術を説明
する図である。ここでは例として、テクスチャメモリか
ら９ピクセルのテクスチャデータを読み出す場合を考え
る。

【００１８】図２の●印は、テクスチャのサンプリング
ポイントと呼ばれ、通常浮動小数点数が使われる。９ピ
クセルのテクスチャデータの内、左上のサンプリングポ
イントが指し示すテクスチャデータはＨであるが、バイ
リニアフィルタリングでは周辺のピクセルも読み出さ
れ、合計４ピクセルのテクスチャデータから最終的な１
ピクセルの色が決定される。

【００１９】通常以下の式（１）ような計算方法が採用
される。 Ａ*Ｗ + Ｇ*Ｘ + Ｂ*Ｙ + Ｈ*Ｚ……（１） Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚは各ピクセルに対する面積割合である。
ただし、Ｗ+Ｘ+Ｙ+Ｚ＝1.0

【００２０】したがって、図３に示すように、１ピクセ
ルの色は、それぞれ４つのピクセルに１．０×１．０の
大きさの点線領域がどれくらいの面積で掛かっているか
により計算される。サンプリングポイントＨの座標を例
として（1.2，1.1）とすると最終的なサンプリングポイ
ントＨの色の値は、 Ａ*0.3*0.4＋Ｂ*0.7*0.4 + Ｇ*0.3*0.6 + Ｈ*0.7*0.6 となる。

【００２１】すなわち、サンプリングポイントＨにおけ
る色は、Ａの色が１２％、Ｂが２８％、Ｇが１８％、Ｈ
が４２％に配分された色である。この方法は一般的に加
重平均と呼ばれる。

【００２２】ここで、サンプリングポイントが、図４に
示すようにテクスチャの端にある場合を考える。例とし
て図４において、サンプリングポイントの座標を（0.2,
1.1）とする。

【００２３】この時、テクスチャ座標が負の値となる領
域に対しては、端のピクセルＡ，Ｇが代用される。通常
これは”テクスチャ座標のクランプ”と呼ばれている。

【００２４】図４に示す場合、次のようになる。 Ａ*0.3*0.4＋Ａ*0.7*0.4 + Ｇ*0.3*0.6 + Ｇ*0.7*0.6 しかし、かかる場合は、隣接する境界での連結が必ずし
もスムースとはならない。したがって、本発明では、こ
れを解決するべく下記（２）式の様に隣接するポリゴン
のテクスチャを用いる。 Ａ*Ｗ + Ｇ*Ｘ + aa*Ｙ + bb*Ｚ……（２） ただし、Ｗ+Ｘ+Ｙ+Ｚ＝1.0

【００２５】例えば、図５において、テクスチャ１のポ
リゴンＡと、テクスチャ０のポリゴンＢが隣接する場
合、上記ａａは、ポリゴンＢのピクセルＡに隣接する、
ポリゴンＡのピクセルａａである。同様に、上記ｂｂ
は、ポリゴンＢのピクセルＧに隣接する、ポリゴンＡの
ピクセルｂｂである。

【００２６】この様にすることにより、図５に示すテク
スチャ０を持ったポリゴンＢと、テクスチャ１をもった
ポリゴンＡを隣接させる場合、隣接部分においてもテク
スチャのバイリニアフィルタリングが行われ、ポリゴン
の連結がスムーシングされる。

【００２７】図６は、上記本発明のテクスチャブレンド
方法を用いた画像表示装置の構成例ブロック図である。

【００２８】ＣＰＵ１よりポリゴンデータがジオメトリ
部２に送られる。ここでワールド座標から所定の視点座
標に変換される。さらに、視点座標は、モニタ部５に表
示されるために二次元座標に変換される。

【００２９】ジオメトリ部２により座標変換されたポリ
ゴンデータは、レンダリング部３のポリゴン形状生成部
３０によりＺソーティングにより視点よりポリゴンまで
の距離に応じて表示するポリゴンを特定する。そして、
画像メモリ４に対して、該当のポリゴンを書き込む為の
書き込みアドレスを与える。

【００３０】一方、座標変換されたポリゴンデータから
テクスチャメモリ６の読み出しアドレスがテクスチャア
ドレス生成部３１により生成される。

【００３１】図２において説明した様に、ポリゴンを形
成する１つのピクセルが、当該ポリゴンの最辺部のピク
セルであり、異なるポリゴンを形成するピクセルと隣接
する場合は、テクスチャアドレス生成部３１は、該当の
異なるポリゴンを形成するピクセルに対するテクスチャ
データを読み出すべく、テクスチャメモリ６の対応する
読み出しアドレスが生成される。

【００３２】したがって、テクスチャメモリ６からテク
スチャアドレス生成部３１で生成されたアドレスに対応
するテクスチャメモリ６のアドレス位置からテクスチャ
データが読み出される。

【００３３】この読み出されたテクスチャデータは、テ
クスチャデータラッチ部３２でラッチされる。テクスチ
ャデータラッチ部３２でラッチされたテクスチャデータ
は、テクスチャブレンド部３３に入力し、先に説明した
式（１）に従いブレンドされる。

【００３４】また、サンプリング点を含むピクセルが、
異なるポリゴンのピクセルに隣接する場合は、本発明の
特徴とする上記式（２）に従いテクスチャデータがブレ
ンドされる。

【００３５】そして、テクスチャブレンド部３３により
ブレンドされたテキクスチャを有するピクセルデータ
は、先に説明したポリゴン形状生成部３０からの画像メ
モリ４の書き込みアドレス位置に書き込まれる。

【００３６】そして、画像メモリ４に１フレーム分の画
像データが書き込まれると、画像メモリ４から、繰り返
し画像データが読み出されてモニタ部５に一画面が表示
される。

【００３７】図７は、従来の方法による場合と本発明に
従う方法における、バイリニアフィルタリングの効果を
比較する図である。

【００３８】図７（ａ）は、従来の方法によるポリゴン
単位のフィルタリングによる場合である。異なるポリゴ
ンＡ、Ｂの隣接する境界部分が明瞭に変化していること
が分かる。これに対し、図７（ｂ）は、本発明に従う場
合であり、この例では、ポリゴンＡとＢの隣接部に、テ
クスチャの切り替わり線が、図７（ａ）のポリゴン単位
でのフィルタリングの時よりも見えにくくなっている。

【００３９】

【発明の効果】以上図面に従い説明した様に、本発明に
より隣接部用の別テクスチャを用意する必要がなく、テ
クスチャメモリ容量を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のテクスチャブレンドの一方法を説明する
図である。

【図２】バイリニアフィルタリングの手法によって、ポ
リゴン内部のテクスチャスムージングが可能となる技術
を説明する図である。

【図３】１ピクセルの色のブレンディングを説明する図
である。

【図４】サンプリングポイントが、テクスチャの端にあ
る場合の従来のブレンド手法を説明する図である。

【図５】テクスチャ１のポリゴンＡとテクスチャ０のポ
リゴンＢが隣接する場合の本発明に従う処理を説明する
図である。

【図６】本発明のテクスチャブレンド方法を用いた画像
表示装置の構成例ブロック図である。

【図７】従来の方法による場合と本発明に従う方法にお
ける、バイリニアフィルタリングの効果を比較する図で
ある。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ジオメトリ部 ３ レンダリング部 ３０ ポリゴン形状生成部 ３１ テクスチャアドレス生成部 ３２ テクスチャデータラッチ部 ３３ テクスチャブレンド部 ４ 画像メモリ ５ モニタ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに異なるテクスチャが張り付けられ、
   隣接するポリゴンに対するテクスチャ張り付け方法にお
   いて、 ポリゴンを構成するピクセル中のサンプリング点の座標
   を中心とする一ピクセル分の領域が隣接するポリゴンの
   ピクセルの領域に重複する時、 該一ピクセル分の領域の該当するポリゴンのピクセルに
   対するテクスチャデータ及び、隣接するポリゴンのピク
   セルに対するテクスチャデータを該一ピクセル分の領域
   が占める面積の割合に応じてブレンドしたテクスチャデ
   ータを該サンプリング点に張り付けることを特徴とする
   テクスチャ張り付け方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記一ピクセル分の領域が占める面積の割合に応じてブ
   レンドされるテクスチャデータは、加重平均によりブレ
   ンドされることを特徴とするテクスチャ張り付け方法。
3. 【請求項３】互いに異なるテクスチャが張り付けられ、
   隣接するポリゴンを有する画像を表示する画像表示装置
   において、 ポリゴンデータからテクスチャアドレスを生成するテク
   スチャアドレス生成部と、 該テクスチャアドレス生成部により生成されたアドレス
   に対応する位置にテクスチャデータを格納するテクスチ
   ャメモリと、 該テクスチャメモリから読み出されるテクスチャデータ
   をブレンドするブレンド部を有し、 ポリゴンを構成するピクセル中のサンプリング点の座標
   を中心とする一ピクセル分の領域が隣接するポリゴンの
   ピクセルの領域に重複する時、 前記テクスチャアドレス生成部は、前記一ピクセル分の
   領域の該当するポリゴンのピクセルに対するテクスチャ
   データ及び、隣接するポリゴンのピクセルに対するテク
   スチャデータを前記テクスチャメモリから読み出すため
   のアドレスを生成し、 該読み出されたテクスチャデータを、前記ブレンド部に
   おいて、前記一ピクセル分の領域が占める面積の割合に
   応じてブレンドすることを特徴とする画像表示装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記一ピクセル分の領域が占める面積の割合に応じてブ
   レンドされるテクスチャデータは、加重平均によりブレ
   ンドされることを特徴とする画像表示装置。